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哈爾濱理工大學(xué)遲慶國教授研究團(tuán)隊與清華大學(xué)黨智敏教授合作，通過控制0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3(BZCT NFs)一維納米結(jié)構(gòu)的取向，調(diào)節(jié)BZCT-NFs與聚偏氟乙烯（PVDF）基體的相互作用，研究開發(fā)出一種兼具高儲能密度、高儲能效率與高熱導(dǎo)率的多功能型聚合物電介質(zhì)復(fù)合材料。相關(guān)成果以“Excellent energy storage performance and thermal property of polymerbasedcomposite induced by multifunctional one-dimensional nanofibersoriented in-plane direction”為題發(fā)表于國際著名期刊Nano Energy，作者是哈爾濱理工大學(xué)張月博士，通訊作者為哈爾濱理工大學(xué)張?zhí)鞐澆┦俊⑦t慶國教授和清華大學(xué)黨智敏教授。
該實驗工作設(shè)計了具有多功能的無機(jī)納米纖維填充相，并利用靜電紡絲技術(shù)實現(xiàn)了無機(jī)填充相的取向分布。在增強(qiáng)界面極化提高復(fù)合介質(zhì)極化強(qiáng)度的同時，有效緩解了界面電場畸變，使得擊穿強(qiáng)度大幅提高；同時，填充相取向分布實現(xiàn)了復(fù)合介質(zhì)呈現(xiàn)各向異性導(dǎo)熱特性，大幅提高了復(fù)合介質(zhì)的面內(nèi)熱導(dǎo)率。
通該工作實驗方法，3 vol%填充下BZCT@SiO2-PVDF復(fù)合材料的介電常數(shù)提高至15.8，在10 Hz時介電損耗僅為0.03，擊穿強(qiáng)度可達(dá)576 kV/mm（β~17.4），同時，放電能量密度明顯增加~18.9 J/cm3，效率顯著提高η~53.3%。在平面方向上排列的BZCT@SiO2-NFs增強(qiáng)了復(fù)合材料的導(dǎo)熱性，賦予聚合物復(fù)合材料優(yōu)異的散熱性。該工作不僅為制備性能優(yōu)異的聚合物介電納米復(fù)合材料提供了新的思路策略，也為儲能介電材料的產(chǎn)業(yè)化開辟了新的途徑。